国家自然科学基金(10172083)
- 作品数：11 被引量：54H指数：5
- 相关作者：王昌建徐胜利郭长铭费立森张寒虹更多>>
- 相关机构：中国科学技术大学北京应用物理与计算数学研究所中国工程物理研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金爆炸科学与技术国家重点实验室开放基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：理学矿业工程更多>>
- 激波反射诱导二次起爆的数值分析被引量：1
- 2006年
- 以分叉管为例,研究了激波反射诱导气相爆轰二次起爆的现象.采用二阶附加半隐的龙格-库塔法和5阶WENO格式求解二维欧拉方程,并用基元反应来描述爆轰化学反应过程.结果表明:与化学反应区分离的诱导激波在垂直支管右壁面反射;反射激波在诱导激波压缩后未燃气体中传播,使得波后压力和温度进一步升高,诱导热点产生和局部爆炸,导致二次起爆.在水平和垂直支管中,诱导激波出现由规则反射向马赫反射转变.计算得到的二次起爆过程波系演变与实验纹影照片基本一致.
- 王昌建徐胜利
- 关键词：激波反射数值模拟气相爆轰基元反应马赫反射
- 气相爆轰波在半圆形弯管中传播现象的实验研究被引量：18
- 2003年
- 对气相(2H2/O2/Ar系统)爆轰波在半圆形弯管中的传播现象进行实验研究。用烟迹膜记录了弯管中爆轰波的胞格结构,采用压电传感器测量了沿弯管内外母线指定点的压力时间曲线,得到了爆轰波沿弯管内、外母线的平均速度和胞格尺寸的变化。结果表明:当平面爆轰波进入弯管后,受壁面的几何形状作用,诱导激波阵面发生弯曲。沿诱导激波阵面,自内母线到外母线方向,激波强度逐渐增大。同时,爆轰波后的化学反应区也受到影响,胞格尺寸发生较明显的变化。在本文条件下,当初压p0≥8.00kPa,受扰动的爆轰波在弯管出口下游仍恢复为强度不变的稳定爆轰。胞格记录的三波点迹线表明:受扰动的爆轰波在出口段发生了马赫反射。实验结果还表明:当p0降至5.33kPa,平面稳定爆轰波经过半圆形弯管后,其强度发生衰减并直至出现熄灭。
- 王昌建徐胜利郭长铭
- 关键词：气相爆轰波胞格结构马赫反射
- 爆轰波反应区结构的数字化学发光成像研究
- 2007年
- 利用数字化学发光成像系统对氢氧系统气相爆轰反应区结构进行直接实验观察.实验采用ICCD(Intensified Charge-Coupled Device)、DG5335延时器和中心波长312 nm、半带宽15 nm的滤光片,精确设置爆轰波、ICCD之间的同步控制,得到不同初压、不同氩稀释度的爆轰OH自发辐射光图像.结果表明:反应区在空间上不均匀,其阵面形状不是平面且随时间不断改变.马赫杆后的OH自发辐射光强较入射激波后大.随着初压升高,OH自发辐射光强增大,反应阵面也近似趋于平面.随着氩稀释度的增大,OH自发辐射光强明显衰减.
- 王昌建
- 关键词：气相爆轰波反应区
- 爆燃波在含内构件管道中传播现象的实验研究被引量：1
- 2007年
- 为了评估高温气冷核反应堆热交换器H2泄漏、爆炸的安全性,研究含内构件管道的H2/空气爆燃传播现象,建造了几何相似、尺寸相同的实验管道(真空筒)。分别充入不同初压和当量比H2/空气混合物,在真空筒顶部点火并引发爆燃,利用多通道瞬态压力测量和数据采集系统,记录各测点压力时间曲线。结果表明:对化学计量比H2/空气混合物,在慢化剂室和真空筒顶部空间产生爆燃,邻近测点的压力时间曲线显示了冲击波特征。该冲击波通过慢化剂室和真空筒侧壁的狭缝(2.5 mm),进入含内构件的扩张管道并形成爆燃。冲击波在真空筒端部反射、向后传播并与火焰相互作用,爆炸流场波系复杂。对富油和低初压化学计量比混合物,在慢化剂室和真空筒顶部空间产生燃烧,高温富油燃气的压力上升速率较慢。当燃气通过上述狭缝时,在真空筒突扩空间内再次点火并形成较强爆燃,压力时间曲线显示了冲击波特征及其在端面的反射。
- 梁化彬胡春明徐胜利王昌建费立森
- 关键词：冲击波点火爆燃
- 气相爆轰在T形管中传播现象的实验研究被引量：12
- 2004年
- 对2H2/O2/Ar系统爆轰波在T形管(截面为40mm×40mm)中传播现象进行了实验研究.用烟迹片记录了T形管中爆轰波的胞格结构,用压电传感器记录了分叉口附近指定点压力时间曲线,得到了爆轰波在分叉口附近的平均速度和胞格图案演变.结果表明:初压P0≥2.67kPa,在水平和垂直支管下游区域(距离分叉口约3.5—6倍方管截面边长),分叉口影响消失,爆轰波恢复稳定,且强度基本保持不变.在分叉口绕射过程中,爆轰波在膨胀区中衰减,诱导激波阵面弯曲.两个支管中发生马赫反射,三波点迹线清晰可见.该传播特性是爆轰波的诱导激波和横波共同作用的结果.分叉口附近的胞格结构先消失再恢复,在无胞格和平衡胞格之间的区域存在细密胞格的过渡区,表征了在诱导激波与化学反应阵面分离后的区域中出现二次点火.P0=2.00kPa,水平支管中稳定自持爆轰能重建,垂直支管中爆轰熄灭.P0<2.00kPa,分叉口上游已不能形成稳定爆轰.还对胞格结构中的几个特征参数进行了测量,并初步分析了P0对这些参数的影响.
- 王昌建郭长铭徐胜利张寒虹
- 关键词：气相爆轰波胞格结构马赫反射气体动力学
- 弯管内爆轰波传播的流场显示和数值模拟被引量：9
- 2006年
- 采用激光纹影系统拍摄了爆轰波在不同位置的流场照片．用二阶附加半隐的龙格-库塔法和五阶WENO 格式分别离散欧拉方程时间和空间导数项,用基元反应来描述爆轰化学反应过程,获得了压力、温度、典型组元质量分数分布及数值胞格结构和爆轰波平均速度．结果表明:受壁面稀疏波和压缩波影响,爆轰波阵面发生畸变．但由于弯管曲率半径较大,未出现爆轰波熄灭．靠近凹壁面的激波强度大于凸壁面侧,且凹壁面侧的反应区宽度较凸壁面侧要窄．弯管出口处的三波点数目较入口处减少,爆轰波衰减．在出口直段,受扰动的爆轰波可恢复为自持爆轰波．爆轰波流场、胞格结构、平均爆轰波速度的计算和实验结果定性一致．
- 王昌建徐胜利费立森郭长铭
- 关键词：气相爆轰波基元反应
- 气相爆轰波在分叉管中传播现象的数值研究被引量：5
- 2006年
- 数值研究气相爆轰波在分叉管中的传播现象.用二阶附加半隐龙格-库塔法和5阶WENO格式求解二维欧拉方程,用基元反应描述爆轰化学反应过程,得到了密度、压力、温度、典型组元质量分数场及数值胞格结构和爆轰波平均速度.结果表明:气相爆轰波在分叉管中传播,分叉口左尖点的稀疏波导致诱导激波后压力、温度急剧下降,诱导激波和化学反应区分离,爆轰波衰减为爆燃波(即爆轰熄灭).分离后的诱导激波在垂直支管右壁面反射,并导致二次起爆.畸变的诱导激波在水平和垂直支管中均发生马赫反射.分叉口上游均匀胞格区和分叉口附近大胞格区的边界不是直线,其起点通常位于分叉口左尖点上游或恰在左尖点.水平支管中马赫反射三波点迹线始于右尖点下游.分叉口左尖点附近的流场中出现了复杂的旋涡结构、未反应区及激波与旋涡作用.旋涡加速了未反应区的化学反应速率.反射激波与旋涡作用并使旋涡破碎.反射激波与未反应区作用,加速其反应消耗,并形成一个内嵌的射流.数值计算得到的波系演变和胞格结构与实验定性一致.
- 王昌建徐胜利朱建士
- 关键词：气相爆轰基元反应马赫反射数值模拟
- 气相爆轰在T形管中传播新现象的实验研究
- 本文目的是对2H2/O2/Ar系统爆轰波在T形管中传播的新现象进行实验研究。采用压电传感器和烟迹片分别记录分叉口附近指定点压力时间曲线和胞格结构。结果表明:分叉口对稳定爆轰波传播的影响是局部的。在支管下游区域(自分叉口的...
- 王昌建郭长铭徐胜利张寒虹
- 关键词：气相爆轰波胞格结构
- 文献传递
- 气相爆轰波绕射流场显示研究被引量：4
- 2006年
- 采用基于红宝石激光器(波长694.3 nm)的纹影系统,对气相爆轰波绕射进行了初步的流场显示研究。采用单色激光和合适半带宽(15 nm)的滤光片,有效地消除了爆轰波自发光对流场显示的影响。合理设置激光器同步控制系统的触发延时,得到了序列的爆轰波阵面纹影照片。结果表明:图像清晰地显示了爆轰波阵面的诱导激波、横波及化学反应区。当爆轰波在左尖点处绕射,受稀疏波作用,诱导激波与化学反应区明显分离,导致爆轰波衰减为爆燃。分离的诱导激波和折皱的化学反应区在纹影图上清晰可见。诱导激波在垂直支管右壁面反射,诱导二次起爆。畸变爆轰波在水平和垂直支管中均发生马赫反射。提高初压,爆轰波受分叉口几何属性的影响减小,畸变爆轰波在水平和垂直支管下游较易恢复为自持爆轰波。
- 王昌建徐胜利费立森
- 关键词：气相爆轰马赫反射
- 直管内胞格爆轰的基元反应数值研究被引量：16
- 2005年
- 基于基元反应和二维欧拉方程,对直管内胞格爆轰进行了数值模拟。采用5阶WENO(we ightedessentially nonosc illatory schem e)求解对流项,采用2阶附加半隐的龙格-库塔法处理化学反应源相引起的刚性。获得了密度、压力、温度和典型组元质量分数流场及数值胞格结构等。结果表明:网格精度的差异明显影响胞格的规则性和爆轰的平衡模数,随着网格尺度的减小,胞格由不规则变为规则。预混气组成、初压、初温及管道宽度给定,三波点数收敛为确定值。足够强度的初始扰动可再现胞格爆轰,最终形成的自持胞格爆轰模数与初始扰动的形状、大小、位置均无关。沿胞格中心线,爆轰波速度变化范围为0.88DC J^1.5DC J,爆轰波平均速度与CJ爆轰速度仅偏差0.88%。峰值压力与初压之比为14~50。计算爆轰波平均速度、胞格宽长比与实验值基本一致,但计算胞格宽度比实验值略小。数值模拟加深了对横波的产生和发展、未反应气囊、爆轰胞格的二次起爆等胞格爆轰特性的认识。
- 王昌建徐胜利
- 关键词：基元反应数值模拟胞格结构
